Vaikutusalakirjastojen muodostaminen Serpent-ARES-laskentaketjussa
Mettälä, Jukka (2012)
Diplomityö
Mettälä, Jukka
2012
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201301081058
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201301081058
Tiivistelmä
Tässä diplomityössä on esitetty työn yhteydessä toteutetun Serpent-ARES-laskentaketjun
muodostamiseksi tarvittavat toimenpiteet. ARES-reaktorisydän-simulaattorissa tarvittavien
homogenisoitujen ryhmävakiokirjastojen muodostaminen Serpentiä käyttäen tekee
laskentaketjusta muiden käytössä olevien reaktorisydämen laskentaketjujen mahdollisista
virhelähteistä riippumattoman.
Monte Carlo-laskentamenetelmään perustuvaa reaktorifysiikan laskentaohjelmaa käyttämällä
ryhmävakiokirjastot muodostetaan uudella menetelmällä ja näin saadaan viranomaiskäyttöön
voimayhtiöiden käyttämistä menetelmistä riippumaton laskentaketju reaktorien
turvallisuusmarginaalien laskentaan.
Työn yhteydessä muodostetun laskentaketjun ja tehtyjen vaikutusalakirjastojen
muodostamisrutiinien sekä parametrisovitteiden toimivuus on todettu laskemalla Olkiluoto 3 -
reaktorin alkulatauksen säätösauvojen tehokkuuksia ja sammutusmarginaaleja eri olosuhteissa.
Menetelmä on todettu toimivaksi parametrien pätevyysalueella ja saadut laskentatulokset ovat
oikeaa suuruusluokkaa. Parametrimallin tarkkuutta ja pätevyysaluetta on syytä vielä kehittää,
ennen kuin laskentaketjua voidaan käyttää varmentamaan muilla menetelmillä laskettujen
tulosten oikeellisuutta. This master’s thesis introduces novel method to produce the homogenized two group cross
section files needed in the reactor core simulator ARES. The cross section files are now
generated with Monte Carlo reactor physics calculation program Serpent. Thus is achieved an
independent calculation chain that has no potential common error sources with the other
existing calculation chains. This new calculation chain may be used by nuclear safety authority
to confirm the results of the safety calculations made by power plant owners or fuel
manufacturers.
Functioning of this calculation chain is proved by calculating control rod worths and shutdown
margins of the Olkiluoto 3 EPR initial core load in different conditions. The method is found to
be useful and the results near what were expected. Precision and range of the parameterization
still needs to be improved before the calculation chain is ready to be used to validate other
calculation’s results as planned.
muodostamiseksi tarvittavat toimenpiteet. ARES-reaktorisydän-simulaattorissa tarvittavien
homogenisoitujen ryhmävakiokirjastojen muodostaminen Serpentiä käyttäen tekee
laskentaketjusta muiden käytössä olevien reaktorisydämen laskentaketjujen mahdollisista
virhelähteistä riippumattoman.
Monte Carlo-laskentamenetelmään perustuvaa reaktorifysiikan laskentaohjelmaa käyttämällä
ryhmävakiokirjastot muodostetaan uudella menetelmällä ja näin saadaan viranomaiskäyttöön
voimayhtiöiden käyttämistä menetelmistä riippumaton laskentaketju reaktorien
turvallisuusmarginaalien laskentaan.
Työn yhteydessä muodostetun laskentaketjun ja tehtyjen vaikutusalakirjastojen
muodostamisrutiinien sekä parametrisovitteiden toimivuus on todettu laskemalla Olkiluoto 3 -
reaktorin alkulatauksen säätösauvojen tehokkuuksia ja sammutusmarginaaleja eri olosuhteissa.
Menetelmä on todettu toimivaksi parametrien pätevyysalueella ja saadut laskentatulokset ovat
oikeaa suuruusluokkaa. Parametrimallin tarkkuutta ja pätevyysaluetta on syytä vielä kehittää,
ennen kuin laskentaketjua voidaan käyttää varmentamaan muilla menetelmillä laskettujen
tulosten oikeellisuutta.
section files needed in the reactor core simulator ARES. The cross section files are now
generated with Monte Carlo reactor physics calculation program Serpent. Thus is achieved an
independent calculation chain that has no potential common error sources with the other
existing calculation chains. This new calculation chain may be used by nuclear safety authority
to confirm the results of the safety calculations made by power plant owners or fuel
manufacturers.
Functioning of this calculation chain is proved by calculating control rod worths and shutdown
margins of the Olkiluoto 3 EPR initial core load in different conditions. The method is found to
be useful and the results near what were expected. Precision and range of the parameterization
still needs to be improved before the calculation chain is ready to be used to validate other
calculation’s results as planned.